(57)【要約】【課題】  真空容器の重量を増加させたり、真空装置の高さを大きくさせたりすることなしに、真空装置の強度を増加させることによって、真空容器の軽量化、小型化および組み立てコストの削減を実現することができる真空装置を提供する。【解決手段】  真空装置は、被処理物が内装される真空容器と、真空容器に設けられた扉５と、扉５の内面に取り付けられ、真空容器を補強する補強部材１６とを備えている。補強部材１６は、扉５が開かれるときおよび扉５が閉められるときに真空容器に接触しない第１の状態に変化し、また、扉５が閉ざされているときに真空容器の構造部材の一部として機能する第２の状態に変化する。【選択図】        図１
2006218366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物が内装される真空容器と、
前記真空容器に設けられた扉と、
前記扉の内面に取り付けられ、前記真空容器を補強する補強部材とを備え、
前記補強部材は、前記扉が開かれるときおよび前記扉が閉められるときに前記真空容器に接触しない第１の状態に変化可能であり、かつ、前記扉が閉ざされているときに前記真空容器の構造部材の一部として機能する第２の状態に変化可能である、真空装置。
【請求項２】
前記補強部材は、前記扉の内面に沿って設けられた部材であって、前記扉の内面に沿って回転することによって、前記第１の状態および前記第２の状態のそれぞれに変化する、請求項１に記載の真空装置。
【請求項３】
前記補強部材は、棒状部材であり、
前記棒状部材の両端は、前記補強部材が前記扉の内面に沿って回転するときに、前記真空容器の内壁面に接触し難くかつ前記第２の状態において前記真空容器の対向する内壁面のそれぞれに接触するような曲面になっている、請求項２に記載の真空容器。
【請求項４】
前記扉を貫通し、前記補強部材に接続された回転軸と、
前記扉の外面に設けられ、前記回転軸を回転させるアクチュエータとを備えた、請求項２に記載の真空装置。
【請求項５】
前記補強部材が前記扉の内面に沿ってスライドするように、前記補強部材を案内するガイド機構をさらに備え、
前記補強部材が、前記扉の内面に沿って回転するときに、前記ガイド機構によって案内されて前記第１の状態から前記第２の状態へ変化する、請求項１に記載の真空装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空容器内の空間が真空の状態と大気圧の状態とに変化する真空装置に関し、特に、大型かつ薄板形状の被処理物を処理する真空装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、パネルの大型化に伴い、真空装置も大型になってきている。それにより、真空装置の架台の補強および真空装置の設置場所の床の補強が必要になっている。また、真空装置の組み立ておよび搬入に手間がかかるため、真空装置の製造コストが上昇する傾向がある。そのため、コストダウンおよび生産性の観点から、真空装置の軽量化および小型化が求められている。
【０００３】
また、真空装置は、図１４に示すように、柱脚４０によって支持された真空容器４と、真空容器４内の空気の排出を行なう排気ポンプ８とを有している。真空容器４内の空間は、排気ポンプ８の機能によって、大気圧の状態から真空の状態になる。このとき、真空容器４の各壁は、内部と外部との圧力差によって力を受け、内側に変形する。特に、被処理物が大型基板である場合に、大型基板の主表面と平行な壁は、圧力がかかる面積が他の壁よりも大きいため、より大きな力を受け、より大きく変形する。
【０００４】
この壁の端面には、扉５および６の内面が当接するが、この壁の端面と扉５および６の内面との間にはシール材が設けられている。この壁の端面が真空容器４の壁面の変形によって移動すると、この端面とシール材との間に摩擦力が生じる。その結果、シール材が損傷する。それにより、真空容器４の密閉状態を維持することができなくなる。
【０００５】
また、通常、図１５に示すように、真空容器４は、天板１および底板２のそれぞれと側板３とが溶接によって接合される。この真空容器４においては、内部空間が大気圧の状態と真空の状態とに変化することに起因して、繰り返し応力が各壁に生じる。この場合、真空容器４の強度が十分でないと、繰り返し応力によって、溶接部２０は、繰り返し変形する。その結果、溶接部２０に亀裂が発生する。これを回避するために、溶接部２０が設けられておらず、空間９が所定の部材の塊を削ることによって形成された真空容器も存在する。
【０００６】
前述の２つの真空容器のうちのいずれであっても、真空容器の剛性を高めることによって、真空容器自体の変形を抑制することが必要である。
【０００７】
その第１の方法として、天板１、底板２および側板３のそれぞれの厚さを大きくすることによって、真空容器の剛性を高める方法がある。また、第２の方法として、補強リブを天板１、底板２および側板３のそれぞれに溶接することによって、真空容器の剛性を高める方法がある。
【０００８】
しかしながら、溶接のときに生成される熱によって真空容器にひずみが発生することは避けられない。そのため、溶接後に真空容器に残留するひずみを除去する必要がある。残留ひずみを除去するための加工手間は、真空容器の製造コストを大きく増加させる。そこで、特開２００４−８９８７２号公報においては、真空容器を構成する天板１、底板２および側板３のそれぞれに補強リブをボルトによって接合する方法が提案されている。
【０００９】
次に、特開２００４−８９８７２号公報に開示されている補強リブをボルト止めする方法を説明する。
【００１０】
図１６は、特開２００４−８９８７２号公報に開示されている真空装置の正面図であり、図１７は、その真空装置の側面図である。
【００１１】
図１６および図１７に示すように、真空容器４は、直方体の箱型をしており、天板１、底板２、および、天板１と底板２とを接続する２枚の側板３を有している。この真空容器４の正面側の開口には、ヒンジによって開閉可能であって自動で開閉される扉５が取り付けられ、また、この真空容器４の背面側の開口にも、ヒンジによって開閉可能であって手動で開閉される扉６が取り付けられている。扉５および６のそれぞれが閉じられた後、図示されていない排気ポンプ８が駆動される。それによって、空間９内の空気が排出され、空間９は真空状態に維持される。
【００１２】
また、側板３の外表面には、井桁状または格子状に補強リブ７がボルトによって取り付けられている。そのため、真空容器４の剛性が高められている。したがって、空間９が真空状態になったときには、外壁が内側に変形することが防止される。
【００１３】
さらに、天板１、底板２、および２枚の側板３のそれぞれと扉６とが当接する位置には、天板１、底板２、および２枚の側板３のそれぞれと扉６との間の隙間から真空容器４の内部へ空気が侵入することを防止するための真空シールが設けられている。
【特許文献１】特開２００４−８９８７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記のような真空容器４においても、天板１および底板２のそれぞれは、大きな力を受け、繰り返し変形する。それにより、真空シール材と天板１および底板２のそれぞれのシールの装着面との間に摩擦が生じる。そのため、真空シール材が磨耗して損傷する。また、天板１と側板３との間および底板２と側板３との間の溶接部２０が、繰り返し応力を受ける。そのため、溶接部２０に亀裂が発生する。したがって、真空容器４の密閉封止の状態が悪化する。
【００１５】
一般的に、上記のような真空容器４では、被処理物の出し入れのため、正面および背面に扉が設けられる。そのため、真空容器４の正面および背面は、側面に比較して、機械的強度が低い。そのため、正面および背面には、天板１および底板２が内側に変形する力に対抗するための補強部材を設ける必要がある。たとえば、図１８に示すように、正面の扉５の外側面に補強部材（ブラケット）２９を固定することが考えられる。しかしながら、図１８に示すような補強部材２９が用いられると、扉５を開閉するためには、補強部材２９を取り外す必要がある。そのため、被処理対象物の自動処理を実行することができない。したがって、補強部材２９を扉５の外側面に設置することはできない。その結果、真空容器４の補強方法としては、各壁面の厚さを大きくしたり、各壁面に補強リブを設けることが行なわれている。
【００１６】
しかしながら、前述のように、真空装置の軽量化、小型化、および、組み立てコストの抑制の観点においては、各壁面の厚さを大きくしたり、各壁面に補強リブを設ける方法は好ましくない。
【００１７】
また、真空容器としての処理室が複数段積み重ねられた構造を有する真空装置においては、特に、設置場所の高さに制約がある。したがって、補強リブを各壁に設ける場合、各処理室の高さが高くなるため、処理室を複数段積み重ねて所定の段数の処理室を有する真空容器を形成することができない。
【００１８】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、重量を増加させたり、高さを大きくすることなしに、強度を増加させることによって、真空容器の軽量化、小型化および組み立てコストの削減を実現することができる真空装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の真空装置は、被処理物が内装される真空容器と、真空容器に設けられた扉と、扉に取り付けられ、真空容器を補強する補強部材とを備えている。補強部材は、扉が開かれるときおよび扉が閉められるときに真空容器に接触しない第１の状態に変化可能であり、かつ、扉が閉ざされているときに真空容器の構造部材の一部として機能する第２の状態に変化可能である。この構成によれば、真空容器の重量を増加させたり、真空装置の高さを大きくしたりすることなしに、真空容器の強度を増加させることによって、真空容器の軽量化、小型化および組み立てコストの削減を実現することができる。
【００２０】
また、補強部材は、扉の内面に沿って設けられた部材であって、扉の内面に沿って回転することによって、第１の状態および第２の状態のそれぞれに変化することが望ましい。この構成によれば、補強部材の動作のために真空容器内に大きなスペースを確保する必要がない。したがって、真空容器内の空間を有効に利用することができる。
【００２１】
また、補強部材は、棒状部材であり、棒状部材の両端は、補強部材が扉の内面に沿って回転するときに真空容器の内壁面に接触し難くかつ第２の状態において真空容器の対向する壁面のそれぞれに接触するような曲面になっていることが望ましい。この構成によれば、補強部材の回転がスムーズに行なわれる。
【００２２】
また、本発明の真空装置は、扉を貫通し、補強部材に接続された回転軸と、扉の外面に設けられ、回転軸を回転させるアクチュエータとを備えていることが望ましい。この構成によれば、扉が閉ざされた後で容易に真空容器の外部から補強部材の状態を変化させることができる。
【００２３】
また、本発明の真空装置は、補強部材が扉の内面に沿ってスライドするように、補強部材を案内するガイド機構をさらに備えていことが望ましい。また、補強部材は、扉の内面に沿って回転するときに、ガイド機構によって案内されて第１の状態から第２の状態へ変化することが望ましい。この構成によれば、補強部材と真空容器の内壁面との接触によって、補強部材の回転が阻害されることが防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図に基づいて、本発明の実施の形態の真空装置を説明する。
【００２５】
まず、図１４および図１５を用いて、本実施の形態の真空装置の概要を説明する。本実施の形態においては、図１４および図１５に示すように、本実施の形態の真空装置の全体構成は、従来の真空装置の全体構成と同様である。
【００２６】
すなわち、図１４に示すように、本実施の形態の真空容器４は、直方体状の箱型をなしている。また、排気ポンプ８が駆動することにより、真空容器４内の空気の排出が行なわれ、真空容器４内の空間９が真空状態に維持される。また、真空容器４は、図１５に示すように、１枚の天板１、１枚の底板２、および２枚の側板３を有している。また、天板１と側板３とが溶接部２０によって接合されている。また、底板２と側板３とが溶接部２０によって接合されている。真空容器４の正面および背面のそれぞれには、被処理物の出し入れのための開口が設けられている。
【００２７】
また、正面の開口には、自動的に開閉される扉５が取り付けられている。扉５が当接する天板１、底板２、および側板３のそれぞれの端面および扉５の当接面のうちのいずれか一方に真空シールが設けられている。背面の開口には、手動で開閉される扉６が取り付けられている。扉６が当接する天板１、底板２、および側板３のそれぞれの端面および扉６の当接面のうちのいずれか一方にも真空シールが設けられている。
【００２８】
真空装置の稼動中においては、被処理物は正面の扉５によって閉ざされる開口を介して出し入れされるため、背面の扉６は、通常は、閉められたままの状態である。また、正面の扉５が閉じられた後、排気ポンプ８の駆動によって、空間９内の空気が排出される。
【００２９】
次に、図１〜図１１を用いて、実施の形態の真空装置を補強する補強ユニットを説明する。
【００３０】
図１は、自動で開閉される扉５に設置されている補強ユニット１００の構造を示す図である。補強ユニット１００は、扉５の外側の主表面の中央部に取り付けられており、ロータリアクチュエータとしてのモータ９０を内包するカバー１０、ベアリング１１、回転軸１２、固定治具１３、回転台１４、ガイド１５、補強部材１６、真空シール１７、および固定用ボルト１８等によって構成されている。
【００３１】
カバー１０は、扉５の外側表面にボルト１０ｂで固定されている。カバー１０内にはロータリアクチュエータとしてのモータ９０が嵌め込まれている。モータ９０は、外部の制御装置（図示ぜず）からの指令信号によって駆動される。したがって、本実施の形態の真空装置においては、扉５が閉められた後で、真空容器４の外部から補強ユニット１００が制御され、補強部材１６の状態が変化する。
【００３２】
扉５は、図２に示すように、その内側の中央部に固定治具１３の形状に合わせた嵌込孔３０が設けられている。嵌込孔３０には固定治具１３が嵌め込まれている。扉５と固定治具１３とは固定用ボルト１８によって固定されている。
【００３３】
回転軸１２は円筒状であり、その内周面には雌ねじ部１２ａが設けられている。モータ９０に連結されたシャフト１９の外周面には雄ねじ部１９ａが設けられている。雄ねじ部１９ａは雌ねじ部１２ａに螺合されている。したがって、モータ９０の駆動によって、シャフト１９が回転すると、シャフト１９とともに回転軸１２は回転する。
【００３４】
また、扉５と固定治具１３との間の隙間および固定治具１３と回転軸１２との間の隙間には、リング状の真空シール１７が設けられている。したがって、嵌込孔３０を介して扉５の内部空間と外部空間とが連通してしまうことが防止されている。
【００３５】
また、回転軸１２の外周面に沿うように、回転軸１２に環状のベアリング１１が嵌め込まれている。ベアリング１１は、固定治具１３に対して固定されているため、回転軸１２は環状のベアリング１１の孔の内周面に接触しながら回転する。回転軸１２の先端側においては、固定治具１３の内表面に対向するように、回転台１４が取り付けられている。回転台１４はボルト２１によって回転軸１２に対して固定されている。また、回転台１４は、回転軸１２の回転に伴って回転する。したがって、回転台１４は、固定治具１３に対して相対的に回転する。
【００３６】
回転台１４には、回転台１４の回転に伴って移動する４つの支持部材２５が取り付けられている。４つの支持部材２５のそれぞれは円柱状である。４つの支持部材２５のそれぞれには、それらの外周面のそれぞれに接触するように環状のベアリングとしてのガイド１５が嵌め込まれている。４つのガイド１５のそれぞれは、支持部材２５が移動するとき、支持部材２５の外周面に接触しながら回転する。また、４つのガイド１５によって補強部材１６が挟まれている。ただし、補強部材１６は、４つのガイド１５に接触しながら一方向にスライドする。また、４つのガイド１５は、補強部材１６の移動の範囲を一定の範囲内に拘束する。つまり、４つのガイド１５は補強部材１６を案内する。
【００３７】
また、補強部材１６は、図３および図４に示すように、その両側面のそれぞれに溝１６ａを有している。２つの溝１６ａの底面のそれぞれには、図５および図６に示すように、４つのガイド１５のそれぞれの外周面が接触している。
【００３８】
より具体的に説明すると、補強部材１６は、図５に矢印で示す方向の移動が４つのガイド１５によって拘束されている。一方、補強部材１６は、矢印で示す方向に垂直な方向には所定の距離だけ移動することができる。つまり、補強部材１６は、段差部Ａとガイド１５との間の距離だけ一方向にスライドすることが可能である。
【００３９】
補強部材１６の使用時には、図１に示すモータ９０が回転する。それにより、シャフト１９が回転する。シャフト１９の回転が回転軸１２に伝達される。回転台１４は回転軸１２に固定されているため、回転軸１２とともに扉５の主表面と平行な平面に沿って回転する。支持部材２５は回転台１４に固定されているため、支持部材２５が回転台１４とともに移動する。それに伴って、ガイド１５は支持部材２５に摺動しながら回転する。このとき、補強部材１６はガイド１５に対してスライドしながら、その姿勢が変更される。つまり、補強部材１６は、天板１および底板２に回転が阻害されずに、扉５の主表面に平行な平面に沿って回転する。
【００４０】
次に、図７および図８を用いて、自動で開閉する扉５の開閉動作を説明する。
【００４１】
前述のように、扉５が閉ざされ後、補強部材１６は、天板１および底板２の補強のために姿勢を変える。このとき、補強部材１６は、図７に示すように、天板１または底板２に接触する。この場合、補強部材１６の移動が完全に拘束されていると、補強部材１６の姿勢を変更することができないという不都合が生じる場合がある。
【００４２】
しかしながら、本実施の形態においては、前述のような場合でも、図８に示すように、補強部材１６は矢印で示す方向にスライドしながら白抜き矢印で示す方向に回転する。そのため、天板１または底板２によって補強部材１６の姿勢の変更が妨げられることはない。
【００４３】
また、補強部材１６は、一方向に延びる棒状部材であり、その両端のそれぞれが円弧状の曲面によって構成されている。そのため、補強部材１６が回転するときに、補強部材１６の回転が天板１および底板２によって阻害されることがより確実に防止されている。
【００４４】
図９には、補強部材１６が、扉５を開閉し得る位置にある第１の状態が示されている。図１０には、補強部材１６が、天板１と底板２との間で天板１と底板２とを支持する支持部材、すなわち真空容器４の構造部材の一部として機能する位置にある第２の状態が示されている。
【００４５】
次に、図１１を用いて、扉５が開かれるときの動作を説明する。
【００４６】
図１０に示すような補強部材１６が天板１および底板２を支持する第２の状態においては、補強部材１６が天板１および底板２の双方に接触しているため、扉５を開けることができない。そこで、本実施の形態においては、扉５を開く前に、補強部材１６が天板１および底板２に接触しないように、補強部材１６の姿勢が変更される。つまり、補強部材１６は回転して図９に示すような第１の状態になる。その後、扉５は、図１１に示すＢ点を通る軸を回転中心軸として軌跡Ｃを描くように回転する。したがって、補強部材１６と天板１または底板２との接触に起因した扉５の開閉動作の不良は生じない。
【００４７】
以上ように、補強部材１６を用いることによって、真空シールとその装着面との間で摩擦が発生することが抑制されるため、真空容器４の外壁の厚さを小さくすることができるとともに、真空容器４を軽量化することができる。
【００４８】
さらに、真空容器としての処理室４１が複数段積み重ねられた真空装置であって、処理室４１同士の隔壁が下段の天板とその上段の底板とを兼ねる構造の真空装置においては、図１２および図１３に示すように、所定の一の処理室４１の内部空間だけでなく、その一の処理室４１の上側および下側のそれぞれの他の処理室４１の内部空間もまた大気圧の状態と真空の状態とに変化する。したがって、図１２および図１３に示す処理室４１を構成する真空容器の天板および底板のそれぞれは、その上下双方から繰り返し応力を受けるため、処理室４１が１つの真空容器の天板および底板のそれぞれよりも、さらに厳しい条件に曝されることになる。
【００４９】
このような真空装置においても、本実施の形態の補強部材が用いられれば、真空容器の重量を増加させたり、真空装置の高さを大きくさせたりすることなしに、真空装置の強度を向上させることによって、真空容器の軽量化、小型化および組み立てコストの削減を実現することができる。
【００５０】
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内のすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施の形態の補強ユニットの断面図である。
【図２】実施の形態の自動開閉される扉の断面図である。
【図３】実施の形態の補強部材の平面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線の断面図である。
【図５】実施の形態の補強部材とベアリングとの位置関係を説明するための模式図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線断面の模式図である。
【図７】実施の形態の補強部材が回転できない状態を説明するための図である。
【図８】本実施の形態の補強部材が、いかなる場合にも回転できること説明するための図である。
【図９】実施の形態の補強部材の第１の状態を示す図である。
【図１０】実施の形態の補強部材の第２の状態を示す図である。
【図１１】実施の形態の真空装置の扉が開くときの動作を説明するための図である。
【図１２】真空容器としての処理室が複数段積み重ねられた真空装置を示す図である。
【図１３】真空容器としての処理室の詳細構造を示す図である。
【図１４】実施の形態の真空装置の外観図である。
【図１５】実施の形態の真空容器の斜視図である。
【図１６】従来の真空容器の正面図である。
【図１７】補強リブがボルトによって各壁に取り付けられた従来の真空容器の側面図である。
【図１８】扉の外側に補強部材が設けられた従来の真空容器の断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  天板、２  底板、３  側板、４  真空容器、５，６  扉、７  補強リブ、８  排気ポンプ、９  空間、１０  カバー、１０ｂ  ボルト、１１  ベアリング、１２  回転軸、１３  固定治具、１４  回転台、１５  ガイド、１６  補強部材、１７  真空シール、１８  固定用ボルト、２０  溶接部、２１  ボルト、２５  支持部材、２９  補強部材（ブラケット）４１  処理室、９０  モータ。
【図１】
2006218366.tif 000003
【図２】
2006218366.tif 000004
【図３】
2006218366.tif 000005
【図４】
2006218366.tif 000006
【図５】
2006218366.tif 000007
【図６】
2006218366.tif 000008
【図７】
2006218366.tif 000009
【図８】
2006218366.tif 000010
【図９】
2006218366.tif 000011
【図１０】
2006218366.tif 000012
【図１１】
2006218366.tif 000013
【図１２】
2006218366.tif 000014
【図１３】
2006218366.tif 000015
【図１４】
2006218366.tif 000016
【図１５】
2006218366.tif 000017
【図１６】
2006218366.tif 000018
【図１７】
2006218366.tif 000019
【図１８】
2006218366.tif 000020